[发明专利]一种可注射型多孔磷酸钙骨水泥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可注射型多孔磷酸钙骨水泥及其制备方法。本发明采用季铵盐壳聚糖和黄原胶复配，通过高速搅拌起泡形成发泡固化液，发泡固化液与固相粉末调和，固化后固化液中的气泡在骨水泥中形成大孔。本发明的可注射型多孔磷酸钙骨水泥固化后既有微孔，也有大孔，大孔有利于骨组织长入，微孔增加了骨水泥和组织液的接触面积，有利于提高骨水泥的降解速率。本发明的可注射型多孔磷酸钙骨水泥具有良好的可注射性和合适的凝结时间，生物相容性良好，且制备方法简单、易行、效果显著，拓展了磷酸钙骨水泥的临床应用。

技术领域

本发明涉及骨修复材料技术领域，具体涉及一种可注射型多孔磷酸钙骨水泥及其制备方法。

背景技术

磷酸钙骨水泥(Calcium Phosphate Cement，CPC)于上世纪90年代由Brown和Chow研制成功，是一种具有自固化性的非陶瓷型羟基磷灰石类人工骨材料。它由固相粉末和固化液按照一定的比例混合后形成易塑形的浆体，在短时间内自固化，最终的水化产物为与人体骨组织的无机成分和晶体结构相似的磷灰石。CPC具有良好的骨传导性和生物相容性，在手术中可任意塑形，填充各种形状的骨缺损，在骨缺损修复、颌面外科修复和药物载体等领域得到了广泛应用。

虽然CPC固化后形成大量微孔结构，具有一定的孔隙率，但是这些孔隙尺度多为纳米级或亚微米级，缺少促进骨组织生长的大孔(孔径为100～500μm)，不利于骨细胞的长入和血管的生成。有研究认为骨组织长入骨修复材料的最小孔径为100μm，150μm为比较理想的孔径。目前的研究中，主要是通过添加造孔剂或体外预制支架等方式，构建CPC中的大孔结构，增加孔隙率。通过在CPC固相粉体中加入大小适当的可溶性晶体颗粒，如蔗糖、NaHCO₃、Na₂HPO₄、甘露醇，CPC固化后置于水中或其他溶液中可以将晶体颗粒溶出，留下孔隙，得到大孔径的多孔磷酸钙支架材料，但这些可溶性晶体颗粒不适合用于可注射型磷酸钙骨水泥。通过添加PLGA、明胶、季铵盐壳聚糖等颗粒可以增加CPC的孔隙率，但是这些颗粒或微球的加入往往会导致凝结时间延长，且PLGA、明胶、季铵盐壳聚糖等颗粒降解后才能在CPC中形成大孔。结合体外预成支架快速成型技术在体外预制支架，可以在CPC的孔径大小、孔径分布方面实现较好的可控性，但是所制备的支架材料并不具备可注射性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种可注射型多孔磷酸钙骨水泥及其制备方法，以解决目前的多孔磷酸钙骨水泥缺乏大孔，可注射性不足的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种可注射型多孔磷酸钙骨水泥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将天然多糖溶解在去离子水或电解质溶液中，搅拌起泡，搅拌速度为5000～10000rpm，搅拌时间为5～15min，得到发泡固化液，所述天然多糖包括季铵盐壳聚糖和黄原胶，所述发泡固化液中季铵盐壳聚糖的质量分数为0.1％～1.0％，所述发泡固化液中黄原胶的质量分数为0.1％～0.5％；

(2)将固相粉末与发泡固化液按固液比1g:0.6～1.2mL调和成均匀的糊状物，得到所述可注射型多孔磷酸钙骨水泥。

本发明采用粘性天然多糖季铵盐壳聚糖和黄原胶复配，通过高速搅拌起泡形成发泡固化液，发泡固化液与固相粉末调和，固化后固化液中的气泡在CPC中形成孔径为50～400μm的大孔。本发明的CPC固化后既有微孔，也有大孔，大孔有利于骨组织长入，微孔增加了CPC和组织液的接触面积，有利于提高CPC的降解速率。